Прессуемость металлических порошков
Свойства порошков оказывают решающее влияние на их поведение при прессовании и спекании. Этот вопрос будет подробно обсуждаться в последующих главах. В данном разделе мы кратко остановимся на характеристике прессуемости, поскольку о последней принято говорить при описании технологических свойств порошков.
В характеристике прессуемости различают уплотняемость и формуемость порошка. Уплотняемость определяется построением диаграмм прессования — зависимостей плотности спрессованных брикетов от давления прессования. Уплотняемость характеризует изменение плотности порошка при прессовании.
При использовании термина прессуемость часто понимают только уплотняемость, а о формуемости говорят отдельно. Формуемость порошка — способность сохранения формы после прессования. Для оценки формуемости используют, например, определение минимального давления прессования, при котором спрессованный брикет не рассыпается и кромки его устойчивы. Хорошо формуемые порошки должны даже при небольших давлениях прессования (до 1 т/см2) давать относительно прочные, неосыпающиеся брикеты.
Другим методом оценки формуемости является так называемая барабанная проба, которая позволяет определить сопротивление брикета истиранию и разрушению. Брикеты диаметром 10 мм и высотой 5 мм, спрессованные из исследуемых порошков при одинаковом давлении, взвешиваются, загружаются в барабан-сито с отверстиями 1,5 мм. Одновременно загружается в барабан по пять брикетов; скорость вращения барабана 60 об/мин, длительность испытаний 15 мин. После истечения этого времени определяется разница в весе до и после испытаний.
Описанные методы определения прессуемости являются сугубо качественными и сравнительными. В большинстве случаев прессуемость порошка определяется не характером прессуемого материала, а свойствами порошка (размером частиц, их формой, степенью наклепа и т. д.). Наклепанные неотожженные порошки, окисленные и газонасыщенные порошки, а также тонкие порошки не отличаются хорошей уплотняемостью, при тех же удельных давлениях прессования они дают брикеты меньшей плотности, по сравнению, например, с отожженными порошками. Однако тонкие порошки и порошки с развитой формой частиц характеризуются хорошей формуемостью, спрессованные при малых давлениях они образуют довольно прочные брикеты. Как правило, порошки с хорошей формуемостью обладают невысокой уплотняемостью, и наоборот. Чем выше насыпной вес порошка, тем в большинстве случаев хуже формуемость и лучше уплотняемость.
Сравнение прессуемости отечественных железных порошков проводилось в работах (рис. 63). Из рисунка видно, что лучшей прессуемостью обладают отожженные вихревой и электролитический порошки, восстановленные порошки для прессования брикетов той же плотности требуют большего удельного давления. Так, для прессования брикета с пористостью 25% удельное давление для восстановленных порошков составляет 5 т/см2, а для электролитического и вихревого соответственно — 4 и 2 т/см2. Это обстоятельство объясняется развитой формой частиц восстановленных порошков. Однако последняя обусловливает их хорошую формуеемость: восстановленные железные порошки могут быть спрессованы до пористости 60%. В то же время из вихревого и электролитического порошков можно спрессовать брикеты с неосыпающимися кромками пористостью не более 30—35%.
Исследование влияния различных факторов на прессуемость железных порошков проводилось в работе. Было установлено, что отжиг в восстановительной атмосфере (водород, конвертированный газ) при температуре 750—800° в течение 2 час., и особенно отжиг в вакууме и в хлористом водороде, значительно улучшает уплотняемость и формуемость вихревого и электролитического порошков. При использовании хорошо шлифованных матриц и смазке рабочих стенок машинным маслом уплотняемость увеличивается. Обкатка порошка в шаровой мельнице, приводящая к увеличению насыпного веса, в значительной степени снижает необходимые давления для прессования восстановленного порошка.
В связи с тем, что прессуемость порошков зависит от многих Факторов, эту характеристику следует проверять на каждой новой партии порошка с целью корректировки принятых условий прессования.